生物システム

生物システムは、複数の生物学的に関連のある実体を連結する複雑なネットワークです。生物学的組織は複数のスケールにまたがり、システムが何であるかに応じて異なる構造に基づいて決定されます。 ^{[ 1 ]}マクロスケールでの生物システムの例としては、生物の集団が挙げられます。哺乳類やその他の動物の器官および組織スケールでは、循環器系、呼吸器系、神経系などが挙げられます。ミクロからナノスケールでは、生物システムの例として、細胞、細胞小器官、高分子複合体、調節経路などが挙げられます。生物システムは、生物などの生命システムと混同してはなりません。

これらの特定のシステムはヒトの解剖学において広く研究されており、他の多くの動物にも存在している。

• 呼吸器系：呼吸に用いられる器官、咽頭、喉頭、気管支、肺、横隔膜。
• 消化器系：唾液腺、食道、胃、肝臓、胆嚢、膵臓、腸、直腸、肛門による食物の消化と処理。
• 循環器系（心臓と循環器系）：心臓、血液、血管によって、体と肺の間で血液を送り出し、送り出す。
• 泌尿器系：体液バランス、電解質バランス、尿の排泄に関与する腎臓、尿管、膀胱、尿道。
• 外皮系：皮膚、毛髪、脂肪、爪。
• 骨格系：骨、軟骨、靭帯、腱による構造的な支持と保護。
• 内分泌系：視床下部、下垂体、松果体、甲状腺、副甲状腺、副腎などの内分泌腺によって作られるホルモンを使用して体内でコミュニケーションを行うシステム。
• 外分泌系：汗腺、粘液腺、涙腺、乳腺などの外分泌腺による潤滑や保護など、さまざまな機能を持つ。
• リンパ系：組織と血液の間でリンパ液を輸送する構造。リンパ管、リンパ節、リンパ管などが含まれる。リンパ系には、免疫応答や抗体産生などの機能がある。
  • 免疫系：生体を異物から守る。
• 神経系：脳、脊髄、末梢神経系、感覚器官によって情報を収集、伝達、処理する。
  • 感覚系：視覚系、聴覚系、嗅覚系、味覚系、体性感覚系、前庭系。
• 筋系：環境の操作、運動、姿勢の維持、熱産生を可能にする。骨格筋、平滑筋、心筋を含む。
• 生殖器系：卵巣、卵管、子宮、膣、乳腺、精巣、精管、精嚢、前立腺などの性器。

システム（または装置）の概念は、生命機能または有機機能の概念に基づいています。^{[ 2 ]}システムとは、明確な機能を持つ器官の集合です。この考えは古代（ガレノス、アリストテレス）にも存在していましたが、「システム」という用語の適用はより最近のことです。たとえば、神経系はモンロー（1783年）によって命名されましたが、エフェソスのルーフス（紀元90～120年頃）は、脳、脊髄、および頭蓋脊髄神経を解剖学的単位として初めて明確に認識していましたが、その機能についてはほとんど記述しておらず、この単位に名前も付けていません。^{[ 3 ]}

主要な機能、ひいてはシステムの列挙は古代からほとんど変わっていませんが、それらの分類は非常に多様です。^{[ 2 ]}例えば、アリストテレス、ビシャ、キュヴィエを比較してください。^{[ 4 ] [ 5 ]}

1820年代にフランスの生理学者アンリ・ミルン＝エドワーズによって提唱された生理的分業の概念は、 「生物を人間の勤勉によって作られた機械のように比較研究すること」を可能にした。アダム・スミスの著作に触発されたミルン＝エドワーズは、「動物であれ植物であれ、すべての生物の身体は工場に似ており、そこでは労働者に相当する器官が、個体の生命を構成する現象を生み出すために絶え間なく働いている」と書いた。より分化した生物では、機能的な労働はさまざまな器官やシステム（彼が「アパレイユ」と呼んだもの）に分配される可能性がある。^{[ 6 ]}

細胞の正確な構成要素は、その細胞が真核生物か原核生物かによって決まる。^{[ 7 ]}

• 核（真核生物のみ）：遺伝物質の貯蔵庫。細胞の制御センター。
• 細胞質ゾル：細胞質を構成する成分で、細胞小器官が懸濁しているゼリー状の液体からなる。
• 細胞膜（形質膜）：
• 小胞体：核膜の外側部分で、物質輸送に用いられる連続した通路を形成する。粗面小胞体と滑面小胞体から構成される。
  • 粗面小胞体（RER）：リボソームが付着しているため「粗い」と表現される。タンパク質合成を可能にする槽から構成される。
  • 滑面小胞体（SER）：脂質とステロイドホルモンの貯蔵と合成、および解毒作用
• リボソーム：生体タンパク質合成の場であり、体内活動に不可欠で、他の器官では再現できない。
• ミトコンドリア：細胞の発電所。ATP（アデノシン三リン酸）を生成する細胞呼吸の場。
• リソソーム：細胞内の不要な物質を分解する中心部位
• ペルオキシソーム：過酸化水素（H₂O₂）_などの消化酵素を含む毒素を分解する。
• ゴルジ体（真核生物のみ）：修飾、輸送、分泌に関与する折り畳まれたネットワーク
• 葉緑体：光合成の場、クロロフィルの貯蔵場所

• マリオ・ジャードン著「システム生物学：概論」 ：サイエンス・クリエイティブ・クォータリー誌（2005年）に掲載された書評。
• 倉田博之著『生物システムの合成と分析』 （1999年）。
• Schmidt-Rhaesa, A. 2007. 『器官系の進化』 オックスフォード大学出版局、オックスフォード。